Abstract
In this paper, a power amplifier module for WCDMA base-station applications is designed and implemented using GaN field-effect transistors (FETs), which uses an envelope tracking bias system. The designed module consists of an high gain MMIC amplifier, a driver amplifier, a power amplifier, and bias circuits for envelope tracking applications. Especially, a FET bias sequencing circuit and two isolators are integrated for stable RF operations. All circuits are assembled within a single housing, so its dimension is just $17.8{\times}9.8{\times}2.0\;cm3$. Measured results show that the developed power amplifier module has good envelope tracking capability: the power-added efficiency of 35% at the output power range from 30dBm to 40dBm over a wide range of drain bias.
본 논문에서는 포락선추적 기능을 갖는 WCDMA 기지국에 사용될 수 있는 GaN FET를 이용한 전력증폭기 모듈을 설계하고, 제작 및 측정결과를 제시하였다. 개발된 전력증폭기 모듈은 소신호 RF 신호를 입력받아 고이득 MMIC 증폭기, 구동 증폭기 및 전력 증폭기 등을 거쳐 10W 이상의 출력을 생성할 수 있다. 또한, Envelope Tracking 응용을 위해서 최종 전력증폭기의 Drain 전압이 가변되어도 전체 모듈이 안정적으로 동작할 수 있도록 발진방지회로, Isolator, 음전압 우선인가 바이어스 회로가 설계되었다. 모든 바이어스 회로와 RF회로를 $17.8{\times}9.8{\times}2.0\;cm3$ 크기의 하우징 안에 집적화하여 소형화시켰다. 측정결과 바이어스 전압이 4V에서 28V까지 가변할 경우 30dBm에서 40dBm까지 출력이 가변되면서도 35%이상의 일정한 효율 특성을 나타내어 포락선 추적 기능을 수행할 수 있음을 확인하였다.
